Question

向22.4gFe₂O₃、Cu的混合物中加入0.5mol/L的硫酸溶液750mL，固體完全溶解，則原混合物中Cu的質(zhì)量可能為（　�。�

• A、1.12 g
• B、2.2 g
• C、3.2g
• D、6.4g

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：銅不與硫酸反應(yīng)，則溶解銅的反應(yīng)為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，當(dāng)鐵離子與銅恰好反應(yīng)時(shí)，銅的物質(zhì)的量最小，設(shè)出氧化鐵、銅的物質(zhì)的量，分別根據(jù)質(zhì)量及反應(yīng)方程式列式計(jì)算，得出銅的最大質(zhì)量；再利用極值法計(jì)算出混合物中最多含有氧化鐵的質(zhì)量，從而得出混合物中銅的最小質(zhì)量，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果對各選項(xiàng)進(jìn)行判斷．

解答： 解：①溶解銅的反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，當(dāng)鐵離子與銅恰好反應(yīng)時(shí)，銅的質(zhì)量有最大值，
設(shè)混合物中含有氧化鐵xmol、銅ymol，160x+64y=22.4，根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，x=y，
解得：x=y=0.1mol，銅的質(zhì)量為：64g/mol×0.1mol=6.4g；
②750mL 0.5mol/L的硫酸中含有溶質(zhì)硫酸的物質(zhì)的量為0.375mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式Fe₂O₃～3H₂SO₄可知，0.375mol硫酸完全反應(yīng)最多消耗氧化鐵的物質(zhì)的量為：0.375mol×

1

3

=0.125mol，此時(shí)氧化鐵的質(zhì)量為：160g/mol×0.125mol=20g，所以混合物中含有銅的質(zhì)量一定大于：：22.4g-20g=2.4g，
根據(jù)以上分析可知，滿足條件的為C、D，
故選CD．

點(diǎn)評：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，本題中需要通過討論得出原混合物中銅的質(zhì)量范圍，增大了試題難度，注意掌握討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．